Методы определения интенсивности общего и азотного обмена непосредственно в производственных рыбоводных бассейнах

В.В. Лавровский, Н.М. Белковский

Интенсивность общего обмена изучается обычно с помощью респирометров различных типов. При этом возникает ряд трудностей, сказывающихся отрицательно на результатах эксперимента, и не позволяющих считать, что полученные данные характеризуют интенсивность обмена рыб в производственных бассейнах. В то же время недостатком опытом по измерению потребления кислорода непосредственно в производственных бассейнах является проникновение кислорода из воздуха в воду. Однако влияние поверхностной аэрации на результаты опытов может быть сведено к минимум и достаточно точно учтено.

Известно, что эффективность аэрации (интенсивность процесса растворения газообразного кислорода в воде) обратно пропорциональна величине насыщения им воды. Так, при 90–100 % нормального насыщения поверхностная аэрация практически не сказывается на содержании кислорода в воде. В тех случаях, когда вода не насыщена кислородом до необходимой степени, поправка на поверхностную аэрацию может быть определена путём измерения содержания кислорода на втоке и вытоке бассейна без рыбы. По нашим данным, в производственных форелевых бассейнах без рыбы, имеющих площадь 5 м² при расходе воды 3–5 л/сек и 70%-ном насыщении воды кислородом, его концентрация от втока к вытоку увеличивается не более, чем на 0,1 мг/л.

Важным условием проведения опытов по обмену непосредственно в рыбоводных бассейнах является наличие достаточного количества рыбы (не менее 20 кг/м³). Большое внимание следует уделять также взятию пробы воды. Содержание кислорода необходимо определять в поступающей воде до её смешивания с водой, находящейся в бассейне.

Определение интенсивности обмена непосредственно в рыбоводных бассейнах позволяет получать достаточно надёжные и достоверные результаты (Liao, 1971).

Ниже приводится описание методики, апробированной нами.

Определение интенсивности общего обмена

При посадке рыбы в бассейн определяют индивидуальную общую массы рыбы. Ихтиомасса должна составлять не менее 20 кг/м³. Измерения обмена следует начинать не ранее чем через трое суток после посадки рыбы.

С момента посадки ведётся учёт отхода рыб.

Концентрацию кислорода в в воде, поступающей в бассейны, устанавливают на уровне 90—100 % нормального насыщения путем применения аэраторов или устройств, насыщающих воду чистым техническим кислородом, или иным путем.

Расход воды в бассейнах рассчитывают и устанавливают таким образом, чтобы разница между концентрациями кислорода во втекающий и вытекающей воде на выходе не выходила за пределы 15–30 %. Концентрацию кислорода в воде на вытоке следует поддерживать на уровне, не опускающемся ниже 70 % нормального насыщения. Необходимый расход воды, рассчитанный по кислородному балансу (Черфас, 1950; Лавровский, 1976), устанавливают не позднее чем за сутки до начала измерений.

Расход воды в бассейнах должен быть постоянным. Его колебания в ходе эксперимента не должны превышать 3–5 %. Измерения осуществляют с помощью расходомера или по времени заполнения ёмкости известной вместимости.

Подачу воды в бассейн производит таким образом, чтобы участок, куда попадает поступающая ввода имел ограниченную площадь. Подача воды "флейтами" не рекомендуется.

Непосредственное определение интенсивности потребления кислорода выполняют в следующей последовательности:

— дно бассейна очищают от экскрементов, остатков кормов, донных отложений;

— определяют концентрацию кислорода в воде, поступающей в бассейн, а также в воде, вытекающей из бассейна. Пробы воды на втоке должны характеризовать концентрацию кислорода в поступающей воде до её смешения с водой, находящиеся в бассейне;

— измеряют расход и температуру воды в бассейне (до получения трёх одинаковых результатов);

— по завершению определения интенсивности потребления кислорода определяют среднюю массу рыбы в бассейне;

— на основании данных по ежесуточному учету отхода отхода рассчитывают число рыб в бассейне и устанавливают общую массу рыбы в бассейне;

— определяют влияние аэрации на степень насыщения воды кислородом. Для этой цели используют чистый бассейн, имеющий ту же форму и размеры, что и в эксперименте. Бассейн заполняют водой и устанавливают тот же расход воды, что и в опытных бассейнах. Спустя 1–2 ч после установки требуемого водообмена измеряют концентрацию кислорода в поступающей и вытекающей воде таким же способом, как и в опытных бассейнах.

Расчет результатов. Расчет интенсивности потребления кислорода рыбой проводят по следующей формуле:

[(С_вт — С_выт) + (C¹_выт — С¹_вт)] * Y * 3600
Q = ————————————————————— ,
M

где Q — интенсивность потребления кислорода рыбой, мг/кг*ч,
С_вт и С_выт — концентрация кислорода на втоке и вытоке из бассейна,
С¹_вт и C¹_выт — концентрация кислорода на в воде на втоке и вытоке бассейна без рыбы (контроль),
Y — расход воды в бассейнах, л/сек,
М — общая масса рыбы в бассейне, кг.

Полученная величина Q характеризует интенсивность обмена рыб при температуре воды на момент проведения эксперимента. Для приведения Q к другой температуре следует воспользоваться таблицей температурных поправок (табл. 1). С этой целью полученное значение Q умножают на коэффициент, соответствующий температуре воды во время проведения опыта. Этим достигается приведение Q к температуре 20 °C. Если затем разделить новое значение Q на коэффициент, соответствующий другой температуре, мы получим величину Q, характеризующую интенсивность обмена рыб при той температуре, которая нас интересует.

Таблица
Температурные поправки для приведения значений обмена к 20 °C по "нормальной кривой" (Винберг, 1956)

Повторность опыта. Оценка результатов. На интенсивность потребления рыбой кислорода влияют такие факторы, как степень освещенности бассейна, кормление, концентрация кислорода, температура воды, атмосферное давление и другие показатели, изменяющиеся в течение суток. В связи с этим рекомендуется определять интенсивность потребления кислорода через каждые 2–4 ч в течение суток.

Число измерений зависит от условий эксперимента, его целей и задач, однако общее количество должно быть достаточным для статистической обработки.

На интенсивность обмена веществ у рыб могут указывать влияние такие факторы, которые трудно поддаются оценке обычными методами и могут зависеть от расположения бассейна (магнитные и электрические поля, высоко– и низкочастотные колебания, особенности водоподачи и т.п.), В связи с чем желательно оставить опыт по получению интенсивности обмена не менее чем в трёх бассейнах, расположенных в различных участках рыбоводного цеха.

Определение интенсивности азотного обмена

Известно, что у большинства рыб основным конечным продуктом азотного обмена является аммиак, на долю которого приходится 60–80 % общего количества азота, экскретируемого рыбой. Это обстоятельство позволяет получить достаточно полное представление об уровне азотного обмена по интенсивности выделения аммонийного азота. Анализ содержания аммонийного азота в воде не требует сложного оборудования и доступен любой гидрохимической лаборатории.

Определение интенсивности азотного обмена по общему или аммонийному азоту рекомендуется проводить одновременно с определением общего обмена, при том же расходе воды, плотности посадки и т.п.

Определение интенсивности выделения аммонийного азота проводят в следующей последовательности:
— опытный бассейн очень щает от данных отложений, инструментов, остатков размытого корма;
— определяют концентрацию аммонийного азота в воде, поступающей в бассейн (до её смешивания с водой, имеющиеся бассейне) и вытекающей из бассейна. Концентрацию аммонийного азота определяют колориметрический с реактивом Несслера на фотоэлектроколориметре или иным способом. При необходимости определить общее количество экскретируемого азота определяют в пробах воды другие азотсодержащие вещества, выделяемые рыбой;
— измеряют расход и температуру воды в бассейне;
— после завершения опытов по изучению интенсивности выделения азота рыбой определяют среднюю массу рыб в бассейне, а затем, после учёта погибших рыб, рассчитывают количество, массу рыб в бассейне;
— определяют влияние улетучивания аммиака на динамику его концентрации в воде в процессе прохождения через бассейн. Для этой цели используют пустой бассейн, в котором создают условия, идентичные опытным бассейнам. Через 1–2 ч после установки требуемого расхода воды производят определение концентрации аммонийного азота в воде на втоке и вытоке из бассейна.

Расчет результатов. Расчет интенсивности выделения общего и аммонийного азота рыбой проводят по следующей формуле:

[(С_выт — С_вт) + (C¹_вт — С¹_выт)] * Y * 3600
Q_N = —————————————————————— ,
M

где Q_N — интенсивность выделения аммонийного азота, мгN/кг*ч,
С_вт и С_выт — концентрация аммонийного азота в воде на втоке и вытоке из опытного бассейна,
C¹_вт и С¹_выт) — концентрация аммонийного азота в бассейне без рыбы (мгN/л),
Y — расход воды в бассейне, л/сек,
M — общая масса рыбы в бассейне, кг.

Полученная интенсивность выделения аммонийного азота соответствует температуре, при которой проводилось определение. Для приведения Q_N к требуемой температуре следует обратиться к таблице температурных поправок (табл.), используя приведённые в ней коэффициенты так же, как и при перерасчете интенсивности общего обмена.

Повторность опытов. Оценка результатов: то же, что и при изучении общего обмена.

Оборудование и реактивы:

Оборудование и реактивы, применяемые при анализе кислорода и аммонийного азота в воде (унифицированные методы анализа вод СССР, 1978).
Оксиметр и самописец (например, АКВА-Л и КСП-4).

Литература

Винберг Г.Г. Интенсивность обмена и пищевые потребности рыб. Минск: Изд-во БГУ, 1956. 251 с.

Лавровский В.В. Метод определения плотности посадки форели в садки и бассейны по кислородному балансу. — В кн.: рыбохозяйственное изучение внутренних водоемов, 1976, № 18, Л., с.90—97.

Унифицированные методы анализа вод СССР. Вып. 1, Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 375 с.

Черфас Б. И. Рыбоводство в естественных водоемах. М.: Пищепромиздат, 1950. 526 с.

Liao P. B. Water Requirements of Salmonide. — Progr. Fish. Cult., 1971, v. 33, N 4, 210-215.

Полный текст статьи в первоисточнике (PDF):
В.В. Лавровский, Н.М. Белковский. Методы определения интенсивности общего и азотного обмена непосредственно в производственных рыбоводных бассейнах — в сб. научных трудов ВНИИ прудового рыбного хозяйства. Вопросы промышленного рыбоводства, вып. 34, М., 1982, стр. 55-63.